matlab多維數(shù)組.ppt

1、Matlab語(yǔ)言及其應(yīng)用,第4講,2021/3/28,Matlab Language,2,4、數(shù)組元素的標(biāo)識(shí)與尋訪(fǎng) （續(xù)）,【例4-4】 size、length函數(shù) a=ones(4,6)*6 m=size(a) len=length(a) b=1:5; length(b) c=b length(c),size函數(shù)返回變量的大小，即變量數(shù)組的行列數(shù) length函數(shù)返回變量數(shù)組的最大維數(shù),2021/3/28,Matlab Language,3,4、數(shù)組元素的標(biāo)識(shí)與尋訪(fǎng) （續(xù)）,雙下標(biāo)到單下標(biāo)的轉(zhuǎn)換,【例4-5】 sub2ind函數(shù)-雙下標(biāo)轉(zhuǎn)換為單下標(biāo) A = 17 24 1 8; 2 22 7

2、 14; 4 6 13 20; sub2ind(size(A),2,2) A(5),2021/3/28,Matlab Language,4,4、數(shù)組元素的標(biāo)識(shí)與尋訪(fǎng) （續(xù)）,單下標(biāo)到雙下標(biāo)的轉(zhuǎn)換,【例4-6】 ind2sub函數(shù)-單下標(biāo)轉(zhuǎn)換為雙下標(biāo) b = zeros(3); b(:) = 1:9 IND = 3 4 5 6 I,J = ind2sub(size(b),IND),2021/3/28,Matlab Language,5,5、多維數(shù)組,多維數(shù)組的定義 在 MATLAB 的數(shù)據(jù)類(lèi)型中，向量可視為一維數(shù)組， 矩陣可視為二維數(shù)組，對(duì)于維數(shù)(Dimensions)超過(guò)2 的數(shù)組均可視為多維

3、數(shù)組(Multidimesional Arrays，簡(jiǎn)稱(chēng)N-D Arrays)。,2021/3/28,Matlab Language,6,5、多維數(shù)組 （續(xù)）,將兩個(gè)二維（平面）數(shù)組疊在一起，就構(gòu)成三維數(shù)組，第三維稱(chēng)為頁(yè)(Page)，如下圖所示：,2021/3/28,Matlab Language,7,5、多維數(shù)組 （續(xù)）,三維數(shù)組，可對(duì)應(yīng)至一個(gè) X - Y - Z 三維立體坐標(biāo)，如下圖所示：,Z(頁(yè)),Y(列),X(行),2021/3/28,Matlab Language,8,5、多維數(shù)組 （續(xù)）,三維數(shù)組元素的尋址：可以(行、列、頁(yè))來(lái)確定。 以維數(shù)為 342 的三維數(shù)組為例，其尋址方式如

4、下圖所示：,數(shù)組 A 是三維數(shù)組，其中 A(：,：,1)代表第一頁(yè)的二維數(shù)組，A(：,：,2)代表第二頁(yè)的二維數(shù)組。,2021/3/28,Matlab Language,9,5、多維數(shù)組 （續(xù)）,多維數(shù)組的建立 建立一個(gè)簡(jiǎn)單的多維數(shù)組，可直接由 MATLAB 命令視窗內(nèi)輸入（使用“ ”操作符） 例：由兩個(gè)相同大小二維數(shù)組創(chuàng)建三維數(shù)組,A(:, :, 1) = 1 0 2 5; 4 1 8 7; 3 2 6 3; A(:, :, 2) = 3 5 4 1; 2 6 2 1; 4 2 3 0,A(:,:,1) = 1 0 2 5 4 1 8 7 3 2 6 3,A(:,:,2) = 3 5 4 1

5、 2 6 2 1 4 2 3 0,2021/3/28,Matlab Language,10,5、多維數(shù)組 （續(xù)）,執(zhí)行命令：whos A，得到如下結(jié)果： Name Size Bytes Class A 3x4x2 192 double array Grand total is 24 elements using 192 bytes,2021/3/28,Matlab Language,11,6、數(shù)組的算術(shù)運(yùn)算,MATLAB數(shù)組支持線(xiàn)性代數(shù)中所有的矩陣運(yùn)算。 建立特有的數(shù)組運(yùn)算符，如：“.*”、“./”等。 MATLAB數(shù)組運(yùn)算符列表 運(yùn)算 運(yùn)算符含義說(shuō)明 加 + 相應(yīng)元素相加 減 -相應(yīng)元素相減

6、 乘 *矩陣乘法 點(diǎn)乘 .* 相應(yīng)元素相乘 冪 矩陣冪運(yùn)算 點(diǎn)冪 .相應(yīng)元素進(jìn)行冪運(yùn)算 左除或右除或/矩陣左除或右除 左點(diǎn)除或右點(diǎn)除 .或./A的元素被B的對(duì)應(yīng)元素除,2021/3/28,Matlab Language,12,6、算術(shù)運(yùn)算 （續(xù)）,【例5-1】數(shù)組加減法 a=zeros(2, 3); a(:)=1:6; b=a+2.5 b = 3.5000 5.5000 7.5000 4.5000 6.5000 8.5000 c=b-a c = 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000 2.5000,2021/3/28,Matlab Language,13,6、算術(shù)

7、運(yùn)算 （續(xù)）,【例5-2】畫(huà)出y=1/(x+1)的函數(shù)曲線(xiàn)，x0, 100。 x=0:100; y=1./(x+1); plot(x, y); legend(y=1/(x+1);,2021/3/28,Matlab Language,14,6、算術(shù)運(yùn)算 （續(xù)）,【例5-2】生成一個(gè)信號(hào)：x=sin(2*pi*t)+sin(4*pi*t) t = 0:199./100; %采樣時(shí)間點(diǎn) % 生成信號(hào) x = sin(2*pi*t) + sin(4*pi*t); plot(t,x); legend(x = sin(2*pi*t) + sin(4*pi*t);,2021/3/28,Matlab Lang

8、uage,15,6、算術(shù)運(yùn)算 （續(xù)）,2021/3/28,Matlab Language,16,6、算術(shù)運(yùn)算 （續(xù)）,【例5-2】點(diǎn)冪“.”舉例 a=1:6 a = 1 2 3 4 5 6 b=reshape(a,2,3) b = 1 3 5 2 4 6,a=a.2 a = 1 4 9 16 25 36 b=b.2 b = 1 9 25 4 16 36,2021/3/28,Matlab Language,17,7、關(guān)系運(yùn)算,Matlab提供了6種關(guān)系運(yùn)算符：,、=、=、=（不等于）,關(guān)系運(yùn)算符的運(yùn)算法則： 1、當(dāng)兩個(gè)標(biāo)量進(jìn)行比較時(shí)，直接比較兩數(shù)大小。若關(guān)系成立， 結(jié)果為1，否則為0。 2、當(dāng)兩

9、個(gè)維數(shù)相等的矩陣進(jìn)行比較時(shí)，其相應(yīng)位置的元素按 標(biāo)量關(guān)系進(jìn)行比較，并給出結(jié)果，形成一個(gè)維數(shù)與原來(lái)相同 的0、1矩陣。 3、當(dāng)一個(gè)標(biāo)量與一個(gè)矩陣比較時(shí)，該標(biāo)量與矩陣的各元素進(jìn)行 比較，結(jié)果形成一個(gè)與矩陣維數(shù)相等的0、1矩陣。,2021/3/28,Matlab Language,18,7、關(guān)系運(yùn)算 （續(xù)）,【例】建立5階方陣A，判斷其元素能否被3整除。,A = 24, 35, 13, 22, 63; 23, 39, 47, 80, 80; . 90, 41, 80, 29, 10; 45, 57, 85, 62, 21; 37, 19, 31, 88, 76 A = 24 35 13 22 63

10、23 39 47 80 80 90 41 80 29 10 57 85 62 21 19 31 88 76 P = rem(A,3)=0 %被3除，求余,P = 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0,2021/3/28,Matlab Language,19,8、邏輯運(yùn)算,Matlab提供了3種邏輯運(yùn)算符：, y = sin(x); y1 = (y=0).*y; %消去負(fù)半波,2021/3/28,Matlab Language,21,【例】建立矩陣A，找出在10，20區(qū)間的元素的位置。,A = 4,15,-45,10,6;56,0,1

11、7,-45,0; find(A=10 y=max(x) %求向量x中的最大值 y = 72 y,l=max(x) %求向量x中的最大值及其該元素的位置 y = 72 l = 2,2021/3/28,Matlab Language,24,9. 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì),2. 求矩陣的最大值和最小值 求矩陣A的最大值的函數(shù)有3種調(diào)用格式，分別是： (1) max(A)：返回一個(gè)行向量，向量的第i個(gè)元素是矩陣A的第i列上的最大值； (2) Y,U=max(A)：返回行向量Y和U，Y向量記錄A的每列的最大值，U向量記錄每列最大值的行號(hào)； (3) max(A,dim)：dim取1或2。dim取1時(shí)，該函數(shù)和max

12、(A)完全相同；dim取2時(shí)，該函數(shù)返回一個(gè)列向量，其第i個(gè)元素是A矩陣的第i行上的最大值。 求最小值的函數(shù)是min，其用法和max完全相同。,2021/3/28,Matlab Language,25,【例7-2】求矩陣的最大值 x=-43,72,9; 16,23,47; y=max(x) %求矩陣x中每列的最大值 y = 16 72 47 y,l=max(x) %求矩陣x中每列的最大值及其該元素的位置 y = 16 72 47 l = 2 1 2 max(x, ,1), max(x, ,2) %求矩陣中每行的最大值,2021/3/28,Matlab Language,26,9. 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)

13、計(jì),求和與求積 sum(X)：返回向量X各元素的和。 prod(X)：返回向量X各元素的乘積。 sum(A)：返回一個(gè)行向量，其第i個(gè)元素是A的第i列的元素和。 prod(A)：返回一個(gè)行向量，其第i個(gè)元素是A的第i列的元素乘積。 sum(A,dim)：當(dāng)dim為1時(shí)，該函數(shù)等同于sum(A)；當(dāng)dim為2時(shí)，返回一個(gè)列向量，其第i個(gè)元素是A的第i行的各元素之和。 prod(A,dim)：當(dāng)dim為1時(shí)，該函數(shù)等同于prod(A)；當(dāng)dim為2時(shí)，返回一個(gè)列向量，其第i個(gè)元素是A的第i行的各元素乘積。,2021/3/28,Matlab Language,27,9. 數(shù)據(jù)分析與統(tǒng)計(jì),平均值與中值

14、 求數(shù)據(jù)序列平均值的函數(shù)是mean，求數(shù)據(jù)序列中值的函數(shù)是median。兩個(gè)函數(shù)的調(diào)用格式為： mean(X)：返回向量X的算術(shù)平均值。 median(X)：返回向量X的中值。 mean(A)：返回一個(gè)行向量，其第i個(gè)元素是A的第i列的算術(shù)平均值。 median(A)：返回一個(gè)行向量，其第i個(gè)元素是A的第i列的中值。 mean(A,dim)：當(dāng)dim為1時(shí)，該函數(shù)等同于mean(A)；當(dāng)dim為2時(shí)，返回一個(gè)列向量，其第i個(gè)元素是A的第i行的算術(shù)平均值。 median(A,dim)：當(dāng)dim為1時(shí)，該函數(shù)等同于median(A)；當(dāng)dim為2時(shí)，返回一個(gè)列向量，其第i個(gè)元素是A的第i行的中值。,2021/3/28,Matlab Language,28,2.3 字符串（string、array of characters）,關(guān)于字符串 MATLAB處理字符(Characters)與字符串(Strings)的相關(guān)指令大部分都放在下列目錄之中： MATLAB根目錄toolboxmatlabstrfun 其中的strfun就是代表String Functions。若要查詢(xún)與字符和字符串相關(guān)的